申请日2018.03.29
公开(公告)日2018.10.02
IPC分类号C01B25/37; C25B1/26
摘要
一种磷酸铁生产中废水处理循环利用方法，包括如下步骤：将磷酸铁生产中含有盐酸的洗涤水送入电解槽，得到氯气;将氯气通入黄磷水中，被黄磷水吸收，以得到磷酸和盐酸的混合物;将磷酸和盐酸的混合物与硫酸烧渣反应，得到粗品磷酸铁;本发明中，一次洗涤水中的盐酸、氯化磷、氯化镁、氯化钙通过电解反应后，氯离子生成氯气，氯气与黄磷水反应生成第一磷酸和第三盐酸的混合物，第一磷酸和第三盐酸的混合物再与硫酸烧渣生成粗品磷酸铁，从而通过氯离子的循环利用将硫酸烧渣变废为宝，且避免氯离子的排放污染环境，阳离子则与氢氧根结合形成沉淀排出，避免了阳离子浓度的不断增加，使得经过电解处理的一次洗涤水可以循环利用，实现了洗涤水的零排放。
权利要求书
1.一种磷酸铁生产中废水处理循环利用方法，其特征在于包括如下步骤：
步骤一：将一次洗涤水送入电解装置电解，以得到氯气、氢气、氢氧根沉淀物、二次洗涤水，将氢气从氢气排放口排放，将氢氧根沉淀物从电解槽排出;
其中，所述一次洗涤水为含有质量百分浓度为1～5%第一盐酸的洗涤水，所述一次洗涤水内还含有氯化盐，该氯化盐的阳离子对应的氢氧化物不溶于水，二次洗涤水为去除氯化物的一次洗涤水;
步骤二：将所述氯气通入黄磷水中，并被黄磷水吸收，以得到第一磷酸和第三盐酸的混合物;
步骤三：将所述第一磷酸和第三盐酸的混合物与硫酸烧渣反应，得到粗品磷酸铁;
步骤四：将粗品磷酸铁用第二盐酸溶解，并过滤得到清液;
步骤五：将所述清液蒸馏，分离出磷酸铁结晶产物;
步骤六：将磷酸铁结晶产物用步骤一中经过电解净化的二次洗涤水水洗，得到精制磷酸铁，二次洗涤水再转变为一次洗涤水;
步骤七：将步骤六中产生的一次洗涤水再送入电解装置电解。
2.如权利要求1所述的磷酸铁生产中废水处理循环利用方法，其特征在于：在步骤三中，所述第一磷酸在第一磷酸和第三盐酸的混合物的质量百分浓度为20～80%。
3.如权利要求1所述的磷酸铁生产中废水处理循环利用方法，其特征在于：在步骤三中，所述第二盐酸的质量百分浓度为20～30%。
4.如权利要求1所述的磷酸铁生产中废水处理循环利用方法，其特征在于：步骤一中的一次洗涤在电解之前经过预处理的步骤，该预处理步骤为，将一次洗涤通过蒸发冷凝器，以将质量百分浓度为1～5%的一次洗涤水浓缩，所述蒸发冷凝器采用步骤一中排放的氢气加热。
5.如权利要求4所述的磷酸铁生产中废水处理循环利用方法，其特征在于：所述蒸发冷凝器包括蒸发锅、加热炉，在加热炉上安装有氢气管道、排水管道、助燃气体管道，在蒸发锅上安装有进水管道、出水管道、冷凝管道、液位控制器，所述蒸发锅穿过加热炉顶壁的圆形孔，并嵌套入内加热炉，所述蒸发锅上部外环壁与加热炉顶壁的圆形孔内环壁固定、密封连接，所述氢气管道的一端与加热炉的燃烧室底部连通，所述氢气管道的另一端与电解装置的氢气排放口连通，所述加热炉的燃烧室底部连通有排水管道，以将氢气燃烧后生成的水排出，所述加热炉的燃烧室底部连通有助燃气体管道，以将空气通入加热炉的燃烧室内，所述蒸发冷凝器上部连接有进水管道，以将待预处理的一次洗涤水通入蒸发冷凝器，在进水管道上安装有第一电磁阀，所述蒸发冷凝器下部连接有出水管道，以将蒸发浓缩后的一次洗涤通入电解槽，在出水管道上安装有第二电磁阀，上述蒸发冷凝器内的水蒸发后，水蒸汽在蒸发冷凝器顶部成冷凝水，该冷凝水从蒸发冷凝器顶部的出水口通过冷凝管道输送至使用点，用以洗涤磷酸铁结晶产物，所述蒸发冷凝器内安装有液位控制器，所述液位控制器与控制模块电性连接，所述控制模块与第一电磁阀、第二电磁阀电性连接，蒸发冷凝器内的水位在低水位时，液位控制器发出水位低的信号给控制模块，控制器模块控制第一电磁阀打开、第二电磁阀关闭，蒸发冷凝器内的水位在高水位时，液位控制器发出水位高的信号给控制模块，控制模块控制第一电磁阀关闭，第二电磁阀打开。
6.如权利要求5所述的磷酸铁生产中废水处理循环利用方法，其特征在于：所述蒸发冷凝器内具有与其内的原水接触，并用以加热原水的沸腾壁，所述沸腾壁与原水接触的一侧密布有细小的突起，所述突起的自由端设置成尖端。
7.如权利要求5所述的磷酸铁生产中废水处理循环利用方法，其特征在于：所述冷凝管道截面为方形，在冷凝管道内沿其长度方向均匀间隔插放有多个冷凝部，所述冷凝部包括两个折流板，两个折流板反向倾斜设置，每一个折流板呈梯形，并与排风管道内侧侧壁垂直。
8.如权利要求1所述的磷酸铁生产中废水处理循环利用方法，其特征在于：步骤一中一次洗涤水的电解过程为，将经过预处理的一次洗涤水通过隔膜或阳离子膜电解槽，以铜网为阴极、钛合金为阳极得到氯气和氢气，电解采用连续多级的方式，即一级电解后的一次洗涤水再行补充新的一次洗涤水进行二级电解，二级电解后的一次洗涤水再补充新的一次洗涤水进行三级电解，以此类推。
说明书
磷酸铁生产中废水处理循环利用的方法
技术领域
本发明涉及磷酸铁制备技术领域，特别涉及一种磷酸铁生产中废水处理循环利用的方法。
背景技术
磷酸铁可用做制备锂离子电池正极材料磷酸铁锂的铁源，但其成本较高，仅磷酸铁就占到原料成本的近半，必须大幅度降低磷酸铁的成本，以高性价比来满足市场需求。硫酸烧渣为硫铁矿焙烧提取硫后排出的残渣。铁是烧渣中主要可利用成分。目前，硫酸烧渣的综合利用并不理想，除了少部分用作炼铁和建筑材料外，大部分采用堆填处理，造成了资源的浪费、环境的污染。而将硫酸烧渣作为制备磷酸铁的原料，未见有报道。磷酸铁生产过程中需要对其进行洗涤，洗涤水中含有低浓度的盐酸和一些氯化盐，如不处理，洗涤水不能循环使用，由于盐酸、氯化盐浓度低，难以采用常规的方法处理，如采用中和置换法，即采用大量石灰与废盐酸发生中和反应。采用该方法处理废水中的盐酸，处理成本高，而回收价值很低，还会产生大量废水，污染环境，直接排放不仅造成资源浪费，还会对环境造成一定的影响，尤其是氯离子对环境的污染尤为突出。
发明内容
有鉴于此，针对上述不足，有必要提出一种能利用硫酸烧渣制备磷酸铁，且能有效回收利用磷酸铁洗涤水中的盐酸及洗涤水，满足污染物零排放，尤其是氯离子零排放的磷酸铁生产中废水处理循环利用的方法。
一种磷酸铁生产中废水处理循环利用方法，包括如下步骤：
步骤一：将一次洗涤水送入电解装置电解，以得到氯气、氢气、氢氧根沉淀物、二次洗涤水，将氢气从氢气排放口排放，将氢氧根沉淀物从电解槽排出;
其中，所述一次洗涤水为含有质量百分浓度为1～5%第一盐酸的洗涤水，所述一次洗涤水内还含有氯化盐，该氯化盐的阳离子对应的氢氧化物不溶于水，二次洗涤水为去除氯化物的一次洗涤水;
步骤二：将所述氯气通入黄磷水中，并被黄磷水吸收，以得到第一磷酸和第三盐酸的混合物;
步骤三：将所述第一磷酸和第三盐酸的混合物与硫酸烧渣反应，得到粗品磷酸铁;
步骤四：将粗品磷酸铁用第二盐酸溶解，并过滤得到清液;
步骤五：将所述清液蒸馏，分离出磷酸铁结晶产物;
步骤六：将磷酸铁结晶产物用步骤一中经过电解净化的二次洗涤水水洗，得到精制磷酸铁，二次洗涤水再转变为一次洗涤水;
步骤七：将步骤六中产生的一次洗涤水再送入电解装置电解。
本发明中，一次洗涤水中的盐酸、氯化磷、氯化镁、氯化钙通过电解反应后，氯离子生成氯气，氯气与黄磷水反应生成第一磷酸和第三盐酸的混合物，第一磷酸和第三盐酸的混合物再与硫酸烧渣生成粗品磷酸铁，从而通过氯离子的循环利用将硫酸烧渣变废为宝，且避免氯离子的排放污染环境，阳离子则与氢氧根结合形成沉淀排出，避免了阳离子浓度的不断增加，使得经过电解处理的一次洗涤水可以循环利用，实现了洗涤水的零排放。